Puteți utiliza și TOA în aplicațiile care implică calibrare. În acest scop, primul pas este de a aplica lui TOA un semnal de referință dintr-o sursă extrem de exactă. Rezultatul obținut este apoi salvat (făcând clic pe butonul Save) ca referință pentru o utilizare viitoare. Acest semnal înregistrat anterior poate fi încărcat ulterior pentru utilizare ca referință, făcând clic pe butonul Reference. Puteți compara acest semnal de referință cu semnalul curent pe care îl obțineți, deoarece analizatorul trasează ambele semnale pe același grafic.

Următoarele trei exerciții prezintă pașii pentru utilizarea TOA pentru calibrare. În exercițiul următor, veți genera un semnal de referință. În exercițiul ce urmează aceluia, veți salva rezultatele analizei de terță-octavă pe acest semnal de referință. În exercițiul final, veți compara aceste rezultate cu cele obținute dintr-o altă sursă.

Semnalul de referință este obținut de la generatorul de funcții de pe un DAQ Signal Accessory. Unele dintre conexiunile din casetă sunt prezentate mai jos.

Vei folosi această casetă pentru a genera un semnal sinusoidal cu frecvență de 200 Hz și amplitudine maximă de 1 V. Acesta va fi semnalul tău de referință.

Exercițiul 12-2

Obiectiv: generarea unui semnal de referință sinusoidal cu frecvență de 200 Hz și amplitudine maximă de 1,0 V.

1. Faceți următoarele conexiuni între DAQ Signal Accessory și placa de achiziție a datelor de pe computer.

Conectați ieșirea undei sinusoidale a generatorului de funcții la canalul 1 Analogic In. Astfel, unda sinusoidală va fi disponibilă pe canalul # 1 al plăcii DAQ.

Setați controlul glisant Frequency Range la 100Hz-10kHz. Conectați conexiunea de cablu de pe DAQ Signal Accessory printr-un cablul panglică la placa DAQ de pe computer.

2. Deschideți LabVIEW (sau BridgeVIEW) și încărcați Examples » Analysis » measure » daqmeas.llb » Simple Spectrum Analyzer VI. Veți folosi acest VI pentru a măsura amplitudinea și frecvența exacte ale semnalului sinusoidal de la ieșirea generatorului de funcții din DAQ Signal Accessory.

3. Faceți următoarele modificări la setările implicite de pe Simple Spectrum Analyzer VI :

Introduceți o valoare de 1 în controlul șir channel(0). Schimbați number of samples la 1000.

Selectați fereastra None (Uniform) din controlul Window. Lăsați toate celelalte setări la valorile lor implicite.

Notă: Cu o rată de eșantionare de 20000 și un număr de eșantioane selectate la 1000, spațierea de frecvență este de 20000/1000 = 20 Hz. Liniile FFT vor cădea astfel pe valori de frecvență de 0, 20, 40, 60 și așa mai departe. Prin urmare, semnalul de 200 Hz va cădea exact pe a unsprezecea linie FFT.

4. Rulați VI-ul. În indicatoarele Est Power Peak și Est Frequency Peak din partea de sus, veți vedea estimarea puterii și frecvenței celui mai înalt vârf din spectru.

5. Reglați controlul Frequency Adjust pe DAQ Signal Accessory pentru a obține un Est Frequency Peak de 200 Hz (sau cât mai aproape de acesta). (Va trebui să rulați VI-ul de fiecare dată după ce schimbați controlul Frequency Adjust)

6. După ce obțineți o frecvență de 200 Hz, notați valoarea în indicatorul Est Power Peak. Această valoare este în unități de V²rms. Puteți convertiți acest lucru într-o citire a tensiunii de vârf (Vpeak) folosind următoarea formulă:

Ar trebui să obțineți o valoare apropiată de 1,0 V.

7. Notați frecvența și tensiunea Vpeak corespunzătoare. Asigurați-vă că nu modificați setările de pe DAQ Signal Accessory.

8. După ce ați terminat, închideți VI-ul. Nu salvați nicio modificare.

Sfârșitul exercițiului 12-2

Veți folosi semnalul sinusoidal de frecvența și amplitudinea pe care le-ați notat în exercițiul precedent, ca semnal de referință față de care putem compara alte semnale. Acest semnal de referință are o frecvență de 200 Hz și o amplitudine de vârf de 1,0 V.

Notă: Metoda folosită în exercițiul precedent pentru a genera semnalul de referință este doar pentru a ilustra principiile implicate în calibrarea TOA. În practică, semnalul de referință trebuie obținut de la o sursă mai exactă și mai fiabilă.

Exercițiul 12-3

Obiectiv: salvarea rezultatelor obținute din TOA pentru un semnal de referință standard.

În acest exercițiu, veți utiliza aceleași conexiuni (între caseta DAQ Signal Accessory și computerul dvs.) ca cele pe care le-ați avut anterior în exercițiul precedent.

1. Rulați Analizatorul de terță-octavă din meniul Start »Programs.

2. În panoul Setup, asigurați-vă că este selectat doar ChA. Acest lucru se face făcând clic în caseta albă din stânga lui ChB, ChC și ChD, astfel încât caseta albă să nu aibă o cruce în ea, precum și că selecțiile pentru aceste canale să fie gri.

3. Modificați setarea Channel # la 1. Lăsați celelalte setări la valorile lor implicite, după cum se arată:

device: 1 sampling rate: 51,2 KHz
data blocks to average: 1 Window Type: Hanning
Average Type: inear Weighting: no weighting
FFT size: 512 Internal Data no
Averaging: averaging

4. După ce ați terminat, faceți clic pe butonul Done din dreapta jos.

5. Pe panoul frontal TOA, apăsați butonul Acquire. VI-ul a obținut acum eşantioane ale semnalului sinusoidal de frecvență 200 Hz și amplitudine maximă de 1 V și arată rezultatele analizei de terţă-octavă pe acest semnal.

Mutați cursorul astfel încât să se alinieze la banda corespunzătoare celui mai larg vârf de pe afișaj. Citirea frecvenței în partea de sus a afișajului trebuie să citească 200 Hz. Citirea amplitudinii trebuie să fie aproape -3,0 dB (care corespunde unei amplitudini de vârf de 1,0 V).

Acum veți salva aceste rezultate ca referință care pot fi comparate cu alte semnale.

6. Faceți clic pe butonul Save. Când vi se solicită numele fișierului, tastați standard.ref. Puteți utiliza orice nume de fișier, dar este recomandat să folosiți unul cu extensie .ref dacă intenționați să îl utilizați ca fișier de referință.

Fișierul standard.ref conține acum rezultatele analizei de terţă-octavă pe semnalul de referință.

7. Ieșiți din VI făcând clic pe butonul Quit din partea dreaptă jos.

Sfârșitul exercițiului 12-3

Exercițiul 12-4

Obiectiv: Compararea rezultatelor analizei de terţă-octavă pe un semnal dat cu cel obținut dintr-un semnal standard de referință.

În exercițiul anterior, ați salvat rezultatele analizei de terţă-octavă pe semnalul nostru standard de referință. În acest exercițiu, veți compara aceste rezultate cu cele obținute dintr-o altă sursă.

Schimbați DAQ Signal Accessory cu altcineva din clasă și realizaţi conexiunile așa cum aţi făcut în cele două exerciții anterioare. Presupunem că DAQ Signal Accessory anterior a fost bine calibrat și de o calitate suficient de ridicată pentru a genera semnalul de referință standard. Acum veți compara aceste rezultate cu cele obținute folosind alt DAQ Signal Accessory.

Notă: Nu schimbați setările de pe celălalt DAQ Signal Accessory.

1. Deschideți Analizatorul de terţă-octavă din meniul Start »Programs.

2. În panoul Setup, faceți selecția așa cum ați făcut-o în exercițiul precedent. Adică, selectați doar ChA, cu un Channel # corespunzător de 1. Celelalte controale au următoarele valori:

device: 1 sampling rate: 51,2KHz
data blocks to average: 1 Window Type: Hanning
Average Type: linear Weighting: no weighting
FFT size: 512 Internal Data no
Averaging: averaging

3. După verificarea setărilor de mai sus, faceți clic pe butonul Done.

4. Pe panoul frontal, faceți clic pe butonul Reference. O fereastră nouă apare din care puteți selecta fișierul standard.ref pe care l-ați salvat în exercițiul precedent.

Acest fișier conține rezultatele analizei de terţă-octavă pe un semnal de referință de 200 Hz cu o amplitudine de vârf de 1 V. Rezultatele stocate în fișier vor fi trasate în alb.

5. Faceți clic pe butonul Acquire pentru a obține un singur bloc de date. Rezultatele vor fi suprapuse pe aceeași diagramă cu cea a semnalului de referință.

6. Mişcați cursorul în jurul graficului. Pentru banda pe care este plasat cursorul, în stânga sus a afișajului vă este afișată frecvența centrală, nivelele în dB ale celor două reprezentări și diferența în dB a nivelelor celor două reprezentări. Figura de mai jos arată afișajul pentru banda cu frecvența centrală de 200 Hz.

7. Pentru a calibra noul DAQ Signal Accessory pe care l-ați obținut, trebuie să ajustați amplitudinea și frecvența pe noua casetă, astfel încât diferența de citire a puterii în banda cu o frecvență centrală de 200 Hz să fie zero. Aceasta înseamnă că ambele casete DAQ Signal Accessory produc semnale cu exact aceleași frecvență și amplitudine.

8. După ce terminați, ieșiți din VI făcând clic pe butonul Quit.

Sfârșitul exercițiului 12-4

Rezumat

În această lecție, ați învățat teoria de bază din spatele funcționării analizoarelor de octavă. Ați văzut că acestea constau dintr-un set de filtre bandpass. Raportul dintre frecvențele centrale și lățimile de bandă ale filtrelor bandpass adiacente este egal cu 2 pentru un analizor de octavă și 2^1/3 (aproximativ 1,26) pentru un TOA.

Asta înseamnă că pe măsură ce creșteți în frecvență, frecvența centrală și lățimea de bandă a unui BPF sunt de două ori mai mari decât a unui BPF cu frecvență adiacentă inferioară pentru analizorul de octavă (sau de 1,26 ori mai mari decât a unui BPF cu frecvența adiacentă inferioară pentru un analizator de terţă octavă).

Ați folosit TOA pe un semnal format dintr-o undă sinusoidală (și armonicele sale) cu zgomot alb adăugat. Mai exact, aţi învățat:

• Cum se selectează numărul de canale.

• Diferența dintre modurile de funcționare single și continuous.

• Cum se schimbă dimensiunea FFT.

• Despre ponderea ieşirii de putere a BPF-urilor.

• Cum puteți vedea valorile de ieșire a puterii și frecvența centrală folosind cursorul sau controlul Amplitude Table.

În cele din urmă, ați văzut cum să utilizați TOA pentru a compara nivelele de putere între două semnale, dintre care unul este un semnal de referință.